Enkodery Redundantne i Hybrydowe IXARC POSITAL

Enkodery w aplikacjach przemysłowych

W obecnych realiach wszędzie widzimy hasła o Przemyśle 4.0 czy też informacje mówiące o fabrykach, w których coraz częściej roboty/maszyny zastępują człowieka. Oczywiście najczęściej jest to wynik kalkulacji – robot nie potrzebuje przerwy, urlopu, wynagrodzenia, a jego praca jest precyzyjna i powtarzalna. Ciągle dąży się do maksymalizacji produkcji i najgorsze, co się może wydarzyć dla przedsiębiorstwa, to przestój w pracy powodujący straty finansowe czy też niedotrzymanie terminów. Praktycznie każda firma produkcyjna posiada dział utrzymania ruchu lub są podpisywane umowy z zewnętrznymi, wyspecjalizowanymi technikami, którzy w krótkim czasie uporają się z usterką. Czasem to nie wystarcza i potrzebne jest zdublowanie czujników, by wychwycić błąd, ale również by nadal mieć w pełni sprawne urządzenia.

Rys. 1. Enkoder redundantny IXARC TCR firmy Posital Fraba

Niezawodność i bezpieczeństwo

Często niezawodność jest wymagana ze względu na dużo ważniejszy czynnik – bezpieczeństwo. Czasem prosta awaria czujnika może spowodować tragedię, łącznie z utratą życia ludzkiego. Posital Fraba w swojej ofercie posiada enkodery z certyfikatami SIL 2, PL d, Cat. 2., enkodery hybrydowe (z dwoma wyjściami: SSI + Inkrementalne), ale również enkodery oznaczone symbolem TCR – Tandem Encoder for Safety Applications, tak zwane enkodery redundantne.

Co to za urządzenie – absolutny enkoder redundantny?

Jest to urządzenie o unikalnej konstrukcji – jedna obudowa, dwa enkodery absolutne, dwie różne technologie pomiaru pozycji. To właśnie ta różnorodność technik pomiaru pozycji (technologia optyczna i magnetyczna) sprawia, że te enkodery są tak specjalne. Czym jeszcze wyróżnia się enkoder absolutny Posital tego typu? Proponowane absolutne enkodery magnetyczne nie potrzebują ani baterii ani przekładni, czyli elementów, które są kolejnym czynnikiem mogącym się zużyć/zniszczyć i spowodować awarie układu. Płytka elektroniczna, która odpowiada za pomiar absolutny, jest zasilana przy użyciu specjalnego układu zasilania, opartego o drut Wieganda (jest to technologia zapewniająca trwalszą żywotność niż wymienione wyżej).

Rys. 2. Budowa enkodera Posital – TCR

Dwa enkodery absolutne wewnątrz jednej obudowy pozwalają na zdublowany pomiar i zdublowany sygnał wyjściowy w popularnym protokole CANopen (na zapytanie istnieje możliwość kombinacji innych interfejsów). Dwie technologie powodują niezawodność i pewność odczytywania pozycji. Urządzenie jest programowalne – istnieje możliwość ustawienia dokładnej rozdzielczości. W obrębie jednego obrotu enkoder wyróżnia rozdzielczość max. 16 bit, a liczba obrotów to max. 14 bit. Enkoder redundantny przeznaczony jest m.in. dla przemysłu heavy-duty, ze względu na możliwość wykonania obudowy ze stali nierdzewnej, wysoki stopień ochrony – do IP67 oraz szeroki zakres temperatury pracy: -40 °C (-40 °F) – +85 °C (+185 °F).

Zastosowań dla enkoderów redundantnych jest zdecydowanie więcej, na przykład:

• monitorowanie prędkości układu obrotowego turbiny wiatrowej, co pozwala na przeciwdziałanie trwałemu uszkodzeniu,
• monitorowanie pozycji i prędkości elementów w dźwigach i żurawiach,
• monitorowanie pozycji w maszynach mobilnych np. podnośniki koszowe,
• monitorowanie prędkość w napędach trakcji pociągowej,
• innowacyjne tematy, w których liczy się optymalizacja, jeden enkoder bada pozycje absolutną i prędkość obrotową jednocześnie.

Rys.3. Technologia modułowej budowy enkoderów redundantnych Posital

Podsumowanie

Enkodery hybrydowe, o których krótko wspomnieliśmy wyżej, stanowią doskonałe rozwiązanie w aplikacjach, w których wymagane jest użycie jednocześnie enkodera inkrementalnego i absolutnego, a nie ma możliwości (ze względu na ograniczoną ilość miejsca) instalacji dwóch enkoderów. Enkodery hybrydowe są najczęściej wybierane przez producentów maszyn pakujących, dla których istotna jest możliwość programowania liczby impulsów na obrót i standardu wyjścia (dot. pierwszej części enkodera – enkoder inkrementalny) oraz możliwość programowania rozdzielczości, liczby obrotów oraz kodowania (dot. drugiej części enkodera – enkodera absolutnego SSI). Docelowo, w zależności od konfiguracji maszyny, enkoder może być odpowiednio zaprogramowany przez instalatora krótko przed jego montażem lub nawet po montażu dzięki użyciu programatora UBIFAST.